生铁、铁合金、铸铁
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技术综合
1.生铁
- 炼钢生铁:炼钢生铁含硅量不大于1.7%,碳以Fe3c状存在。故硬而脆,断口呈白色。
- 铸造用生铁:铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。软、易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。
- 球量铸造用生铁:球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁,只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能;主要用于生产性能(机械性能)较好的球墨铸铁件。
铁合金
铸铁名称,代号及牌号表示方法
铸铁名称代号牌号表示方法实例
灰铸铁HTHT100
蠕墨铸铁RuTRuT400
球墨铸铁QTQT400-17
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁KHT
KBT
KZTKHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
耐磨铸铁MTMT Cu1PTi-150
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁KmBT
KmQTKmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
冷硬铸铁LTLTCrMoR
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁ST
SQTSTSi15R
SQTAl15Si5
耐热铸铁
耐热球墨铸铁RT
RQTRTCr2
RQTA16
奥氏体铸铁AT
铸铁
- 白口铸铁:白口铸铁中的碳全部以渗透碳体(Fe3c)形式存在,因断口呈亮白色。故称白口铸铁,由于有大量硬而脆的Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件,如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。
- 灰口铸铁:铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
- 灰口铸铁按基体组织不同,分为铁素体基灰口铸铁、珠光体–铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
- 由于灰口铸铁内存在片状石墨,而石墨是一种密度小,强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口,即减少承载面积,又增加裂纹源,所以灰口铸铁强度低、韧性差,不能进行压力加工。为改善其性能,在浇注前在铁水中加入一下量的硅铁,硅钙等孕育剂,使珠光体基体细化,石墨变细小而均匀分布,经过这种孕育处理的铸铁。称为孕育铸铁。
灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途铸铁类别牌号铸体主要壁厚
mm试体直径mm抗拉强度抗弯强度挠度支距抗压强度硬度HB显微组织用途举例不小于基体石墨铁素体灰口铸铁HT100-260所有尺寸301002602500143-229F+P(少量)粗片低负荷和不重要的零件,如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等铁素体–珠光体灰口铸铁HT150-3304-8
>8-15
>15-30
>30-50
>5013
20
30
45
60280
200
150
120
100470
390
330
250
2101.5
2
2.5
3
4650170-241
170-241
163-229
163-229
143-229F+P较片粗中等应力的零件,如支柱、底座、齿轮箱、工作台、刀架、端盖、阀体、管路、附件等珠光体灰口铸铁HT200-4006-8
>8-15
>15-30
>30-50
>5013
20
30
45
60320
250
200
180
160530
450
400
340
3101.8
2.5
2.5
3
4.5750187-255
170-241
170-241
170-241
163-229P中等片状承受较大应力、用作重要的零件,如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、刹车轮、联轴器、齿轮箱和轴承座等HT250-470>8-15
>15-30
>30-50
>5020
30
45
60290
250
220
200500
470
420
3902.8
3
4
4.51000187-255
170-241
170-241
163-229细P较细片状孕育铸铁
HT300-54015-30
>30-50
>5030
45
60300
270
260540
500
4803
4
4.51100187-255
170-241
170-241S或T细小片状用作承受高弯曲应力及高抗压强度的重要零件,如齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床及压力机机身和润滑阀壳体等
HT350-61015-30
>30-50
>5030
45
60350
320
310610
560
5403.5
4
4.51200197-269
187-255
170-241HT400-68020-30
>30-50
>5030
45
60400
380
370680
650
6303.5
4
4.5207-269
187-269 - 灰口铸铁按基体组织不同,分为铁素体基灰口铸铁、珠光体–铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
- 可锻铸铁:可锻铸铁是用碳、硅含量较低的铁碳合金铸成白口铸铁坯件,再经过长时间高温退火处理,使渗碳体分解出团絮状石墨而成,即可锻铁是一种经过石墨化处理的白口铸铁。
- 可锻铸铁按热处理后显微组织不同分两类;一类是黑心可锻铸铁和珠光可锻铸铁。黑心可锻铸铁组织主要是铁素体(F)基本+团絮状石墨;珠光体可锻铸铁组织主要是珠光体(P)基体+团絮状石墨。另一类是白心可锻铸铁,白心可锻铸铁组织决定于断面尺寸,小断面的以铁素体为基体,大断面的表面区域为铁素体、心部为珠光体和退火碳。
- 可锻铸铁按热处理后显微组织不同分两类;一类是黑心可锻铸铁和珠光可锻铸铁。黑心可锻铸铁组织主要是铁素体(F)基本+团絮状石墨;珠光体可锻铸铁组织主要是珠光体(P)基体+团絮状石墨。另一类是白心可锻铸铁,白心可锻铸铁组织决定于断面尺寸,小断面的以铁素体为基体,大断面的表面区域为铁素体、心部为珠光体和退火碳。
- 球墨铸铁:在铁水(球墨生铁)浇注前加一定量的球化剂(常用的有硅铁、镁等)使铸铁中石墨球化。由于碳(石墨)以球状存在于铸铁基体中,改善其对基体的割裂作用,球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性大大提高。并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点,现已广泛替代可锻铸铁及部分铸钢、锻钢件、如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。
- 根据GB1348-88球墨铸铁牌号分为单铸和附铸试块两类;单铸试块的机构性能分八个牌号见表。
球墨铸铁单铸试块的机械性能牌号抗拉强度s
b
N/mm²(kgf/mm²)屈服硬度s0.2
N/mm²(kgf/mm²)延伸率d%供参考最小值布氏硬度HB主要金相组织QT400–18400(40.80)250(25.50)18130–180铁素体QT400–15400(40.80)250(25.50)12130–180铁素体QT450–10450(45.90)310(31.60)10160—210铁素体QT500–7500(51.00)320(32.65)7170—230铁素体+珠光体QT600–3600(61.20)370(37.75)3190–270珠光体+铁素体QT700–2700(71.40)420(42.85)2225—305珠光体QT800–2800(81.60)480(48.98)2245–335珠光体或回火组织QT900–2900(91.80)600(61.20)2280–360贝氏体或回火马氏体
- 根据GB1348-88球墨铸铁牌号分为单铸和附铸试块两类;单铸试块的机构性能分八个牌号见表。
- 除上述介绍几种常用铸铁外,还有抗磨白口铸铁、冷硬铸铁,耐热铸铁等。
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